Los satélites meteorológicos, son utilizados constantemente para supervisar el tiempo atmosférico, el clima, las nubes e incluso las tormentas que se aproximan y los huracanes que se están formando.
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¿Qué son los Satélites Meteorológicos?
Los satélites meteorológicos son un tipo de satélites artificiales que suelen ser utilizados para la supervisión del clima, el tiempo atmosférico y el clima del planeta Tierra. Son utilizados para captar el movimiento de las nubes y su comportamiento, sin embargo, su objetivo no queda aquí, ya que también sirven para recolectar toda la información posible sobre el medio ambiente, como los incendios, luces de ciudades, contaminación, las tormentas de polvo y arena, auroras boreales y australes, las corrientes de los océanos y mares, entre otros.
Entre otras de sus funciones aparecen el monitoreo de volcanes, nubes de cenizas e incluso la vegetación de nuestro planeta, el estado de los polos, los huracanes y las tormentas.
Otorgan datos actualizados de manera permanente sobre las condiciones de la atmósfera terrestre que pueden afectar a grandes zonas de la superficie del planeta Tierra.
Los satélites meteorológicos de China, Japón, Estados Unidos, Rusia y la India, otorgan imágenes constantemente sobre la superficie terrestre de manera casi continua, lo que permite mantener supervisados los fenómenos atmosféricos alrededor del globo terrestre.
¿Qué son satélites meteorológicos?
Tipos de Satélites Meteorológicos
Existen 2 tipos de satélites meteorológicos, divididos según la órbita que poseen, ya sean geoestacionarios o de órbita polar. Los satélites clasificados según su órbita se basan en la posición que poseen en relación a su giro alrededor de la Tierra.
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Satélites Geoestacionarios
Los satélites geoestacionarios son los encargados de orbitar alrededor de la Tierra, estando posicionados justo encima del ecuador, a latitudes que se aproximan a los 36 mil kilómetros de altura, donde la fuerza de atracción terrestre y la fuerza centrífuga del satélite hallan un equilibrio. (Visitar artículo Movimientos del Planeta Tierra)
Gracias a su órbita, se logran mantener una apariencia estática, es decir, que giran a la misma velocidad que lo hace la Tierra, lo que permite que se posicionen justo encima de algún país, zona, región o hemisferio, lo que les permite grabar, emitir o tomar imágenes continuamente de la zona que tienen debajo de manera continua por medio de sensores de luz infrarroja.
Estos producen cada media hora aproximadamente, fotos e imágenes actualizadas de la superficie de la Tierra, sin tomar en cuenta los polos, de manera que permiten el estudio y la vigilancia constante del comportamiento meteorológico de nuestro planeta.
Poseen una alta resolución temporal, que consta de 30 minutos, una baja resolución espacial, de 2,5 a 5 kilómetros por pixel, y tienen la capacidad de captar bandas visibles, de infrarrojo térmico y la vapor de agua.
Estos logran permanecer en órbita gracias al equilibrio resultante entre la fuerza centrífuga del satélite y la fuerza gravitacional del planeta Tierra, lo que significa que si un satélite viajara a más velocidad, su fuerza centrífuga superaría a la fuerza de gravedad de la Tierra, lo que causaría que no tuvieran sincronía y que el satélite se saliera de la órbita y se perdiera en el espacio exterior.
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Satélites Meteorológicos de Órbita Polar
Los satélites meteorológicos de una órbita polar, otorgan una visión más amplia de todo el planeta, abarcando una extensión global, y se encargan de girar alrededor de la Tierra, con una inclinación dependiente del ángulo entre el plano ecuatorial y el plano de la órbita del satélite que se acerca a la polar (casi 90 grados).
Estos satélites obtienen este nombre debido que durante su trayecto, pasan siempre por los polos, ya sea el Polo Norte o el Polo Sur. Un satélite de órbita polar, tiene la capacidad de abarcar toda la superficie terrestre, al orbitar a una altura de 700 a mil 200 kilómetros de altura, tomando captura de las partes del mundo más difíciles de visualizar por medio de los satélites geoestacionarios, pasando diariamente 14 veces sobre el mismo punto, y en la misma hora solar exacta gracias a su sincronización con la órbita solar. (Visitar artículo ¿El sol se mueve?)
Esto permite que los datos que sean recolectados por estos satélites puedan ser estudiados con precisión y sobre un tiempo exacto para poder realizar comparaciones diarias sobre el estado de la región que se estudia.
Los satélites polares transmiten todas las imágenes y la información obtenida por medio de un formato llamado WEFAX, que consiste en el envío de un tono de audio, donde se presenta una variación de la frecuencia que depende del tipo de archivo que se esté enviando.
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Con estos tipos de satélites se pueden recibir imágenes o fotos visuales, durante el día, cuando la superficie que se está estudiando recibe la luz directa del Sol, imágenes o datos infrarrojos, durante todo el día y la noche y las imágenes infrarrojas a color, que son tomadas en base a las temperaturas que presenta la zona o el lugar que se está estudiando, con ellos se puede determinar los tipos de nube, la cantidad de ellas y su composición, ya sean densas o ligeras, altas o bajas y calientes o frías.
Son los más ventajosos ya que abarcan más superficie terrestre que los geoestacionarios, al desplazarse de norte a sur 14 veces diariamente, abarcando casi el 50% de toda la corteza de nuestro planeta.
Importancia
Los satélites meteorológicos pueden usarse para apreciar y estudiar el comportamiento de los fenómenos atmosféricos tales como las nubes, las tormentas tropicales, los lagos, bosques, montañas, la nieve, el fuego e incluso el humo, el smog y el polvo que hay alrededor de nuestro planeta.
Con ellos se pueden observar las nubes y determinar la velocidad y la dirección de los vientos, además de captar con sus sensores térmicos las temperaturas de cada parte de la superficie terrestre, ya sea corteza terrestre o mar.
Su importancia radica en la prevención de los desastres naturales, así como para generar alarmas que anticipen a las naciones antes de la llegada de los ciclones, tormentas e incluso huracanes. También pueden ser utilizados para el estudio de la contaminación, y el desarrollo lumínico de los países que habla mucho sobre su desarrollo político, económico y social.
Además pueden determinar los agujeros en el ozono, lo que contribuye a saber el proceso que poseen las campañas de cuidado ambiental y amor a nuestro planeta, la Tierra.
Cómo funcionan
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Pasivos
Los satélites de función pasiva, son aquellos que simplemente se limitan a reflejar la imagen que reciben, sin realizar ningun tipo de alteración ni acción sobre las mismas, se asemejan al comportamiento de un espejo, ya que simplemente rebotan la imagen o la información que recolectan tal cual como la reciben.
El más simple de los satélites es el reflector pasivo, ya que tan solo refleja la información o la imagen de un lugar a otro. Un ejemplo de esto es la Luna, que se utilizó como un satélite reflector pasivo para la década de los 50´s, donde se iniciaron las comunicaciones con la marina de los Estados Unidos y el establecimiento de una transmisión entre Washington D.C y Hawaii.
Los satélites artificiales pasivos simplemente se limitan a recoger la radiación desde los objetos, y los primeros en ser lanzados al espacio fueron Echo I y Echo II.
Existen diferentes tipos de satélites pasivos, como los no escáneres o no formadores de imagen:
- Radiómetros de microondas
- Sensores magnéticos
- Gravímetros
- Espectómetros de Fourier
- Entre otros
y los formadores de imágenes:
- Cámaras
- Monocromas
- Infrarrojos
- Escáner del plano imagen
- Escáneres de TV y sólidos
- Escáneres del plano objeto
- Escáneres óptico-mecánicos
- Radiómetros de microondas
- Entre otros.
¿Cómo ayudan los Satélites Meteorológicos?
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Activos
Son aquellos que emiten por medio de una antena, una señal de multiples frecuencias o mono, y que reciben sus ecos para ser procesados, normalmente ampliados. Estos tipos de satélites requieren fuentes de energía que resulten compatibles con la potencia del emisor de radio que posee.
El primer satélite activo en ser lanzado por el RADARSAT, un satélite canadiense que fue lanzado en 1995, para inicios de noviembre, siendo colocado a casi 800 km sobre la superficie terrestre. (Ver artículo Satélites del Planeta Tierra)
Son los tipos de satélites más utilizados en el mundo, y los más habituales cuando de meteorología y telecomunicaciones se trata.
Antecedentes
El primer satélite que fue lanzado al espacio exterior y cuyo objetivo principal fue el estudio meteorológico de los fenómenos atmosféricos, fue el Vanguard 2. Fue lanzado el 17 de febrero de 1959, con el objetivo de estudiar y medir la capa de las nubes, sin embargo, poseía un eje de rotación pobre, por el cual no pudo obtener datos relevantes ni útiles.
Luego, un año después, se decide lanzar el TIROS-1, el primer satélite meteorológico que fue lanzado al espacio exterior con su principal objetivo de investigar los fenómenos atmosféricos que tuvo éxito. Controlado por la NASA, fue lanzado el 1 de abril de 1960, más de un año después de el lanzamiento del Vanguard-2.
Funcionó por casi 78 días, demostrando ser mucho más funcional que su antecesor, por lo que su tecnología y técnicas, las cuales ayudaron a diversos programas de la NASA como el Nimbus, han sido tomadas de el para la creación de la mayoría de los satélites que hoy en día se encuentran activos, sobre todo los que están bajo la observación de la NASA y la NOAA.
Satélite Radar Meteorológico
Un satélite radar meteorológico es utilizado, como su nombre lo indica, para localizar los diversos fenómenos meteorológicos que ocurren en un momento preciso en el mundo. Normalmente, son usados para ubicar las precipitaciones, calcular su trayectoria y además su tipo, ya sea lluvia, de nieve, granizo y entre otros.
Sirven también para estimar los daños de las tormentas, así como su trayectoria, su intensidad y su potencial, también para calcular la velocidad y la dirección de los vientos en las zonas más bajas de la atmósfera en nuestro planeta.
¿Por qué los satélites son geoestacionarios?
Canales Meteorológicos
Los canales meteorológicos, al igual que en la televisión, determinan que se verá exactamente en un satélite. Cada satélite puede poseer distintos canales, los cuales corresponden a las diferentes bandas del espectro electromagnético que permitirán ver diversas cosas, en diferentes condiciones y dependiendo de cual canal usemos.
Existen dos canales, los cuales son los más conocidos, en primer lugar conseguimos al canal visible, que tan solo puede ser usado durante el día, pues se necesita la luz del sol para poder captar las imágenes, ya que si no, todo estaría oscuro. Los satélites que poseen un canal visible, estan equipados con instrumentos que trabajan tal cual como el ojo humano, solo que con una resolución y calidad de imagen, mil veces mayor.
Luego conseguimos a los canales infrarrojos, los cuales no están basados en los aspectos visibles del espectro electromagnético, sino en los aspectos infrarrojos del mismo, los cuales tienen una longitud de onda mayor que la visible. Se encarga de medir lo frío o caliente que puede estar la zona que observa, ocasionalmente, las nubes y transforma esa información en una imagen entendible, donde las nubes altas, más frías, las cuales representan las tormentas de desarrollo vertical, aparecen de un color más claro (blanco) que las nubes bajas o nieblas. Puede ser usado tanto de día como de noche.
Satélites más importantes
Existen aproximadamente 3.500 satélites que actualmente se encuentran en funcionamiento y orbitando alrededor de la Tierra, sin embargo, algunos suelen destacar más gracias a su servicio con el mundo entero, mientras que otros tan solo sirven para las comunicaciones de un país en particular. Entre los satélites meteorológicos más importantes tenemos. (Visitar artículo La Luna es un satélite)
Geoestacionarios:
- Meteostat
Los satélites Meteostat, son unos satélites geoestacionarios que se encuentran bajo el dominio de la Agencia Espacial Europea (ESA) y que poseen un tamaño de 2,1 metros de diámetro con 3.195 metros de alto, girando a 100 rpm sobre su eje y ubicándose a 35 mil 800 km sobre la superficie terrestre. Su punto fijo en forma vertical está ubicada en el ecuador, y tienen la capacidad de observar casi el 42% de la totalidad de la superficie terrestre.
Están ubicados con un radiómetro, que se encarga de explorar la Tierra minuciosamente línea por línea, la cual consiste en una serie de elementos de píxeles. El radiómetro calcula y mide la energía que irradia desde las gamas espectrales tan diversas, para luego transmitir esta información a la base en tierra y que así sea utilizada para su estudio.
Las imágenes de un Meteostat suelen tomarse cada 30 minutos, y poseen una resolución que ronda desde los 2,5 km y los 5 km, aunque suele llegar hasta 4,5 km en los extremos de la imagen, debido a la curvatura del planeta Tierra.
- GOES
Los satélites GOES son satélites geoestacionarios que se encuentran bajo la jurisdicción de los Estados Unidos de América, y que están administrados por la Administración Nacional de Océano y Atmósfera (NOAA).
Su altitud alcanza los 35 mil 800 km, y se encuentran ubicados justo sobre el ecuador terrestre. Su radiómetro logra resoluciones que varían desde 1 kilómetro, hasta los 8 km. Su lapso de tiempo para la captura de fotos del globo terrestre es de 30 minutos, mientras que para los Estados Unidos, de forma particular es de 15 min. (Visitar artículo ¿El sol es un satélite?)
- GMS
El satélite geoestacionario GMS se encuentra bajo la administración de Japón, y se encuentra equipado con un instrumento llamado VISSR, el cual consiste en un escaner radiómetro de infrarrojo y canal visible, el cual explora la Tierra línea por línea, midiendo la energía radiada, variando su resolución desde el 1,25 km hasta los 5 km.
- GOMS
Los satélites GOMS, se encuentran bajo el poder de la Federación Rusa, y están ubicados al Sur de la ciudad capital de Rusia, Moscú y exploran línea por línea el planeta para luego transmitir esta información a la base terrestre, para ser utilizados en los estudios meteorológicos. Su resolución varia desde 1,25 km hasta los 6,25 kilómetros.
- INSAT
Es un satélite hindú geoestacionario, que está equipado con un VISSR, cuyo radiómetro explora cada línea de la Tierra una por una hasta completarla, para luego enviar toda la información y proceder a su estudio. Su altitud corresponde a los 35 mil 800 kilómetros. Está ubicado a 74° al este en el ecuador, visualizando un 42% de la superficie terrestre cuya resolución varia entre los 2 kilómetros y los 8 kilómetros.
- FENGYU o FY-2B
Es un satélite de juridicción China de tipo geoestacionario, que es operado por el Centro Nacional de los satélites en China (NSMC). Su altitud es aproximada a los 35 mil kilómetros y se ubica a 105° del este en el ecuador.
Se encuentra equipado con un instrumento VISSR, que explora a la Tierra en su totalidad parte por parte, con una resolución que está entre 1,25 km y los 5 kilómetros.
- Radarsat
Es un satélite de observación terrestre canadiense, que se lanzo al espacio en 1995, y posee 7 métodos de observación con diversas resoluciones cada una. Con este satélite, se logra fotografiar la Tierra, tanto de día como de noche, sin importar las condiciones atmosféricas, ya sea nubes, lluvia, nieve o incluso polvo o granizo.
Orbitales polares
- NOAA
Son satélites de orbita polar, que están bajo el control de los Estados Unidos de América, puestos en órbita para 1970 por primera vez y están colocados a una altura de 833 km a 870 km sobre la superficie de la Tierra. Tienen la capacidad de escanear al planeta entero en tan solo 24 horas, ya que se encuentran sincronizados con la hora solar. Con los NOAA más modernos, se es capaz de escanear sistemas de vegetación, formación de nubes, y medir la humedad y temperatura de la Atmósfera además de la composición y la concentración del Ozono.
Su resolución espacial es de 1 km, lo cual contribuye a la construcción de cartografías, o mapas de vegetación y de distribución global, política y regional más exacta
- QuikSCAT
Es un satélite de orbita polar que se encuentra bajo la jurisdicción de la Administración Nacional de la Aeronáutica y el Espacio, NASA, y orbita alrededor de la Tierra en un lapso de 102 minutos, alcanzando aproximadamente 14 vueltas que se encuentran sincronizadas con la órbita de el Sol. Este satélite se encuentra equipado con un scaterómetro, el cual consiste en un radar de alta frecuencia capaz de microonda, capaz de medir específicamente la velocidad y la dirección del viento en la superficie de los océanos.
- Meteor-3
Es un tipo de satélite de orbita polar, que realiza órbitas cada 109 minutos alrededor del planeta Tierra. No está sincronizado con la órbita del Sol, por lo que no posee un pase sobre la Tierra con una hora precisa. lo que hace difícil la observación y el estudio con exactitud de los fenómenos atmosféricos. Se encuentra a unos mil 200 kilómetros sobre la planicie terrestre.
- FY-1
FY-1 corresponden a una serie de satélites chinos de tipo orbital polar, cuyo control está sobre el Centro Meteorológico Nacional de Satélites (NSMC) de China, y vuelan a una altura de 870 kilómetros sobre la corteza de la Tierra. Realizan una órbita cada 100 minutos y cumple con 14 de estas al día, las cuales están sincronizadas con la órbita del Sol, lo que significa que pasan por el mismo lugar a la misma hora todos los días. Está equipado con un radiómetro capaz de explorar 3000 kilómetros de ancho.
Satélites polares
Satélites Meteorológicos más conocidos
Alrededor del mundo, países poseen grandes cantidades de satélites, sobretodo los países con mejor desarrollo político y económico.
Europa
- Posee diversos satélites donde figuran el Meteosat-6, Meteosat-7 y Meteosat-8 sobre el Océano Atlantico, y sobre el Océano Índico el Meteosat-5.
Estados Unidos
- GOES-11 o GOES-West en el Océano Pacífico.
- GOES-12 o GOES East en el Océano Atlántico.
- NOAA 17 y NOAA 18 como satélites de órbita polar principales.
- NOAA 15 y NOAA 16 como satélites de órbita polar secundarios.
- NOAA 14 y NOAA 12 como satélites de órbita polar suplentes.
Rusia
- GOMS, situados sobre el ecuador
- Meteor con órbita polar
- RESURS con órbita polar
Otros
- La India, China y países en latino américa, también poseen satélites meteorológicos en funcionamiento alrededor del planeta, tales como el Fengyun, el FY-2C, el FY-2D, el INSAT
Como leer los satélites meteorológicos
Las imágenes obtenidas por los satélites meteorológicos, dependen del tipo de canal usado, sin embargo, son muy útiles al momento de estudiar el comportamiento del clima y de la atmósfera en un momento, o lugar determinado ya que presentan tal como es, el estado del tiempo atmosférico.(Visitar artículo Atmósfera y sus capas)
Pueden ser:
- Foto Visible (VIS)
Las fotos visibles provienen de los canales visibles de los radiómetros en los satélites meteorológicos, y corresponden a casi exactamente lo que ve el ojo humano, pero en blanco y negro, aunque con mayor resolución. La luz que logra verse en una imagen o foto de un canal visible, proviene de la luz que despide el Sol, reflejada sobre la superficie de la Tierra y en los cúmulos de nubes.
En ellas, lo que suele aparecer más blanco o brillante, son los objetos que más reflejan la luz del Sol, lo que corresponde normalmente a las nubes, ya que es lo que más logra verse.
En ella se nota la presencia de nubes densas, grandes, espesas y compactas. Las zonas grises, es simplemente la superficie terrestre o las nubes bajas o dispersas, ya que no reflejan tanto la luz del Sol, mientras que lo que se ve negro, son todos los mares, océanos y ríos que hay en ese lugar o zona determinada.
- Foto Infrarroja (IR)
En ellas se muestra toda la radiación en forma de calor que emite la superficie terrestre y las nubes, por lo que representa un mapa de temperaturas. Cuan más caliente se encuentre una zona, nube o superfice en la foto, más oscura se verá. Estas no funcionan en base al reflejo de la luz del Sol, por lo que se pueden emitir durante las 24 horas del día, a diferencia de las visibles.
El Color blanco o las zonas claras en las imágenes infrarrojas, representan zonas altas o nubes altas que se encuentran a temperaturas desde los -20 °C a los -60 °C. Mientras que las grises representan zonas con temperaturas intermedias, rondando entre los 10 °C y los -20 °C, indicando la presencia de nubes de altura media o bajas, además de representar la superficie terrestre y los mares en esas temperaturas.
Por otro lado, las zonas oscuras o negras, corresponden a temperaturas aproximadas a los 40 °C y los 10° C, son las superficies cálidas, sin nubes o con corrientes oceánicas calientes que han sido calentados por el Sol.
- Infrarroja de Color (IR Col)
Las fotos o imágenes infrarrojas que han sido editadas digital mente, siendo realzadas o reforzadas las áreas de temperaturas. En ellos se les aplica colores que han sido preestablecidos de manera que sea más fácil su lectura.
En ellas aparecen las temperaturas de los topes nubosos, y el objetivo es colorear las nubes principales o sus sistemas y resaltar los lugares donde se encuentran las nubes de tormenta, que son las más altas y frías, de manera que se deje en claro las zonas donde se puede presentar mayor posibilidad de precipitaciones.
El color azul corresponde a las temperaturas entre los -32 °C, que representan los 7 u 8 kilómetros de altura, luego el amarillo oscuro, con -40 °C, que son 9 kilómetros de altitud, el verde a los -52 °C con 11 km de altura y el rojo con -60 °C a los 13 kilómetros sobre la superficie terrestre, lo que indicaría altas posibilidades de tormentas o chaparrones.
